Огнезащита проходит тест на прочность: от лаборатории до эксплуатации

Огнезащита — один из краеугольных камней строительной безопасности. Однако, несмотря на огромный выбор современных огнезащитных технологий, ни один материал не может быть применен на реальном объекте без предварительных испытаний и сертификации. В этой статье мы подробно рассмотрим, как лабораторные испытания огнезащитных материалов влияют на их эффективность в реальных условиях.

Зачем нужны испытания огнезащитных материалов

Вопрос безопасности зданий и сооружений от пожара всегда актуален. Потери, связанные с огнем, могут быть катастрофическими, как для жизни людей, так и для самого объекта. Для того чтобы материал, заявленный как огнезащитный, действительно выполнял свою функцию в условиях пожара, он должен пройти ряд строгих испытаний. Главной задачей этих испытаний является подтверждение способности материала выдерживать высокие температуры, предотвращать распространение огня и сохранять конструктивную целостность зданий в условиях возгорания.

Огнезащитные материалы должны не только сдерживать распространение огня, но и защищать от его термического воздействия. Важно, чтобы материалы, применяемые для защиты металлических конструкций, бетона или деревянных элементов, не теряли своих прочностных характеристик при воздействии высокой температуры. Это критично для предотвращения обрушения конструкций, которое может произойти даже при локальных возгораниях.

Важные лаборатории: МГСУ и НИИПО

Для сертификации огнезащитных материалов в России существуют несколько ведущих лабораторий, и среди них особое место занимают лаборатории Московского государственного строительного университета (МГСУ) и НИИПО (Научно-исследовательский институт пожарной охраны). Сертификаты этих лабораторий имеют исключительный статус, и именно они являются эталоном для испытаний огнезащитных материалов.

Лаборатория МГСУ, по мнению многих специалистов, считается одной из лучших в стране. Пройти испытания в этой лаборатории — это подтверждение высокого качества и надежности материала. На этом объекте проводятся испытания под нагрузкой, когда огнезащитное покрытие подвергается воздействию высокой температуры и внешних механических нагрузок. Например, один из испытательных случаев — испытания, когда стальная колонна с нанесенным огнезащитным материалом была подвергнута вертикальной сосредоточенной нагрузке нагрузке в 11 тонн  в условиях высокой температуры. Примерно так проходит испытание: материал помещают в специальную печь, где он подвергается огневому воздействию, и одновременно на конструкцию накладываются механические нагрузки с помощью гидравлического пресса. В случае, если конструкция не теряет своих свойств, испытания считаются успешными.

В то же время лаборатория НИИПО также играет ключевую роль в сертификации и испытаниях огнезащитных материалов. Ее статус как одного из ведущих научных учреждений в области пожарной безопасности делает ее заключения обязательными для большинства строительных проектов.

Как огнезащитные материалы проходят испытания на прочность

Испытания огнезащитных материалов включают несколько важных этапов, каждый из которых критичен для получения точных данных о том, как материал будет вести себя в условиях реального возгорания. Разберем каждый из этих этапов подробнее.

а) Отбор образцов и подготовка материалов

Процесс начинается с отборов образцов огнезащитных материалов, которые будут подвергаться тестированию. Это может быть краска, эпоксидный состав, штукатурка или любой другой тип покрытия. Важно, чтобы выбранный материал соответствовал типу конструкции (металлическая, железобетонная или деревянная) и необходимым требованиям по пределам огнестойкости.

Кроме того, важно учесть толщину покрытия, способ нанесения, состав и дополнительные характеристики (например, устойчивость к механическим повреждениям, химическая стойкость). Технические параметры материала фиксируются перед испытанием, чтобы в дальнейшем можно было оценить его поведение при воздействии высоких температур.

б) Предварительная проверка на соответствие химическим и механическим характеристикам

Перед тем как испытать материал на огнестойкость, важно проверить его механические и химические свойства. Это включает тесты на прочность покрытия, адгезию к поверхности, химическую стойкость (например, к воздействию влаги или кислот), а также стойкость к механическим повреждениям, что важно для защиты покрытия в реальных условиях эксплуатации.

Если материал на этом этапе не проходит проверку, его не допускают к испытаниям на огнестойкость. Это предотвращает использование потенциально небезопасных или нестабильных составов.

в) Испытания на огнестойкость

Это ключевой этап, когда проверяется способность материала выдерживать высокие температуры и огонь. Испытания проводятся в специальных лабораториях, оборудованных камерами с контролируемыми условиями.

Основные параметры, которые оцениваются на данном этапе:

• Предел огнестойкости — время, в течение которого материал сохраняет свою структуру и защитные свойства при воздействии огня. Обычно измеряется в минутах (например, 30, 60, 120 минут).
• Температурные воздействия — насколько быстро и на какую температуру прогревается защищаемая конструкция. При этом материал должен задерживать передачу тепла от огня к конструкции. Например, если огонь воздействует на материал при температуре 900 градусов Цельсия, материал должен не допустить перегрева до 500 градусов, чтобы структура не начала разрушаться.
• Поведение покрытия — способность покрытия образовывать защитный слой (например, пену), который не дает конструктивным элементам подвергаться деформации. В случае с эпоксидными покрытиями или красками этот слой помогает снижать теплообмен между огнем и конструкцией.
• Изменения в материале — например, возможное плавление, отслоение или крошение, что может привести к утрате его защитных функций.

Во время испытаний важно зафиксировать несколько ключевых моментов: количество времени, в течение которого материал сохраняет свои свойства, изменения температуры и толщины защитного слоя, а также изменения структуры материала.

г) Проверка на длительную эксплуатацию и цикличность нагрузок

После того как материал прошел испытания на огнестойкость, важно проверить его способность сохранять защитные свойства в течение длительного времени. Это особенно важно для материалов, которые будут использоваться в условиях длительных высоких температур или для объектов, где критична долговечность огнезащиты.

В лабораториях проводятся циклические испытания, которые имитируют долгосрочное воздействие на материал (например, высокие температуры, влажность или механические повреждения). Это помогает выяснить, насколько материал будет эффективен в реальных условиях эксплуатации, где температурные колебания и влажность могут ослабить его защитные свойства.

д) Сертификация и допуск к использованию

После того как материал успешно прошел все испытания, лаборатория оформляет протокол испытаний, который подтверждает его соответствие всем стандартам. Затем материал подается на сертификацию в органы, которые выдают официальное разрешение на его использование.

Сертификация огнезащитного материала означает, что он соответствует установленным нормативам по огнестойкости, безопасности и долговечности. Этот сертификат является обязательным для всех строительных проектов, где необходимо применение огнезащиты. Без него материал не может быть использован в строительстве.

Роль испытаний в реальной эксплуатации

Пройденные испытания огнезащитных материалов — это не просто процесс получения сертификатов. Это также гарантия того, что материал будет надежно защищать конструкцию в реальных условиях эксплуатации. Например, эпоксидные составы или специальные покрытия, которые при нагреве начинают выделять пены и газообразные вещества, создающие дополнительный теплоизолирующий слой, могут в реальных условиях значительно продлить время защиты конструкций. 

Испытания дают проектировщикам и строителям точную информацию о том, как использовать эти материалы. Например, в случае с металлическими конструкциями, которые подвергаются сильным тепловым нагрузкам, важно выбрать такой огнезащитный состав, который не только предотвратит расплавление металла, но и обеспечит защиту от высоких температур на длительное время.

Применение огнезащитных материалов на практике

Результаты лабораторных испытаний играют ключевую роль в реальном применении материалов на строительных объектах. Например, для высотных зданий или крупных торговых центров, где риск пожара особенно высок, необходимо использовать такие огнезащитные покрытия, которые могут гарантировать максимальный срок защиты. 

Например, один из материалов, испытания которого показали, что он способен выдерживать огонь на протяжении длительного времени, — это конструктивное огнезащитное покрытие, основанное на технологии связанной воды. Этот материал не только эффективно замедляет прогрев конструкций, но и обеспечивает устойчивость к длительным тепловым воздействиям. В процессе испытаний он продемонстрировал высокие результаты по сохранению целостности как металлических, так и бетонных конструкций, что делает его идеальным выбором для защиты в условиях повышенных рисков. Благодаря своей способности поглощать теплоту за счет испарения воды, такая огнезащита сохраняет свойства даже при воздействии высоких температур в течение длительного времени, что подтверждается результатами сертификационных испытаний.

Огнезащитные материалы — это не просто важная часть строительства, а залог безопасности для миллионов людей, которые работают и живут в зданиях. Обратите внимание на этот аспект при выборе материалов, и вы сможете избежать многих проблем в будущем.